JP3906925B2 - トルク制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、最大入出力を求めるマップ特性は新品時のバッテリの特性に合わせて設定されるため、新品時にはバッテリの正常電圧範囲内でモータジェネレータの運転が行われてトルクのハンチングは抑制されるが、バッテリの性能劣化に伴ってマップから求められる最大入出力に対して実際の最大入出力が次第に減少すると、最大入出力を越えたバッテリの充放電によりバッテリ電圧が正常電圧範囲を外れてしまい、バッテリECU38側での目標トルクの制限により上記トルクのハンチングを引き起こしてしまう。
そして、このように推定最大出力又は推定最大入力に基づいて目標トルクが制限されたときのバッテリの入出力状況がバッテリの電圧に反映され、そのバッテリの電圧と推定最大出力又は推定最大入力とに基づいてバッテリの実最大出力又は実最大入力が実最大入出力算出手段により算出され、算出された実最大出力又は実最大入力と推定最大出力又は推定最大入力とに基づいて最大入出力推定手段のバッテリ入出力特性が学習補正手段により学習補正される。
請求項2の発明のトルク制御装置によれば、請求項1に加えて、適切にバッテリの劣化を判定でき、ひいては劣化判定の結果を種々の用途に有効に利用することができる。
図1は本実施形態のモータジェネレータのトルク制御装置を示す全体構成図であり、本実施形態のハイブリッド車両は走行用駆動源としてエンジン1及びモータジェネレータ2を備えたパラレル型として構成されている。エンジン1の出力軸1aはエンジンクラッチ3を介してモータジェネレータ2の回転軸2aに接続され、モータジェネレータ2aの回転軸2aはCVT4(無段変速機)の入力側に接続されている。CVT4の出力側は走行クラッチ5を介してディファレンシャルギア6に接続され、ディファレンシャルギア6は駆動軸7を介して左右の駆動輪8に接続されている。
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM,BURAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたHV−ECU21が設置されている。HV−ECU21は上記エンジン1の燃料噴射制御や点火時期制御、モータジェネレータ2に対するインバータ9の力行制御や回生制御、及びCVT4の変速比制御等を行うコントローラであり、HV−ECU21にはインバータ9、エンジンクラッチ3及び走行クラッチ5を作動させるためのアクチュエータ22,23等が接続されると共に、上記高圧バッテリ10の入出力電流を検出する電流センサ24、高圧バッテリ10のセル電圧を検出する電圧センサ25、及び高圧バッテリの温度を検出する温度センサ26が接続されている。
本実施形態のハイブリッド型車両はモータジェネレータ2による走行を優先し、エンジン1を補助として使用する。よって、通常走行時においてはHV−ECU21はエンジンクラッチ3を遮断すると共に発進クラッチ5を接続し、インバータ9の力行制御によりモータジェネレータ2をモータとして機能させて、その出力をCVT4及び発進クラッチ5を介して駆動輪8に伝達して車両を走行させる。又、アクセル開度に対してモータジェネレータ2の出力が不足する場合には、エンジンクラッチ3を接続してエンジン1を始動し、その出力をモータジェネレータ2側に伝達して不足分を補助する。
又、HV−ECU21は電流センサ24により検出された高圧バッテリ10の入出力電流を積算することで高圧バッテリ10のSOC(充電レベル)を逐次算出し、当該SOCが所定値を下回ったときにはエンジン1を始動して、上記の車両減速時と同様にモータジェネレータ2の発電により高圧バッテリ10を充電する。一方、低圧バッテリ12についてもSOC或いはバッテリ電圧に基づいてDC−DCコンバータ11を駆動し、高圧バッテリ10から供給される電力を利用して低圧バッテリ12を充電する。
まず、HV−ECU21側の処理を設定すると、上記のようにアクセル開度に応じた要求トルクからモータジェネレータ2の目標トルクが設定され、設定された目標トルクはトルク制限部31に入力される。
又、バッテリECU28側の処理は、上記した電圧ゲイン算出部34及び電圧ゲイン乗算部33によるものと同様であり、電圧ゲイン算出部37で高圧バッテリ10のセル電圧に基づいて電圧ゲインが算出され、算出された電圧ゲインが電圧ゲイン乗算部38で目標トルクに乗算される。そして、このようにして設定された目標トルクに基づいてHV−ECU21によりインバータ9が駆動制御されて、力行制御や回生制御によりモータジェネレータ2が駆動制御される(駆動制御手段)。
劣化判定部44による判定結果は種々の制御に利用される。例えば、劣化判定は高圧バッテリ10の実最大入出力が低下したことを意味し、目標トルクが大きく制限されて車両の加速性能が低下したり、エンジン1を運転する機会が増加して燃費悪化を引き起こしたりする弊害が発生する。従って、これらの弊害を防止すべく劣化判定に伴って運転席等に設けた警告灯を点灯させて、運転者にバッテリ交換時期を報知することが考えられる。
本実施形態の基本的な目標トルクの設定処理は、HV−ECU21側の最大入出力算出部32でSOC及びバッテリ温度から高圧バッテリ10の最大入出力を算出し、最大入出力に対応する許容トルクによりトルク制限部31でモータジェネレータ2の目標トルクを制限する一方、バッテリECU28側の電圧ゲイン算出部37でセル電圧から求めた電圧ゲインを電圧ゲイン乗算部38で目標トルクに乗算するものである。この一連の設定処理は、例えば先行技術として説明した特許文献1と同様のものであり、変化の緩やかなSOC及びバッテリ温度から求められた高圧バッテリ10の最大入出力に基づいて目標トルクをフィードフォワード的に制限することで、高圧バッテリ10の正常電圧範囲内でモータジェネレータ2を運転し、これによりバッテリECU38側でのセル電圧に基づく目標トルクの制限に伴ってモータジェネレータ2のトルクにハンチングが生じる事態を防止している。
従って、本実施形態のモータジェネレータ2のトルク制御装置によれば、高圧バッテリ10の性能劣化や性能バラツキの影響を受けることなく、高圧バッテリ10の最大入出力でモータジェネレータ2の目標トルクを正確に制限でき、もって、高圧バッテリ10の過放電や過充電を確実に防止できると共に、高圧バッテリ10の性能を最大限に発揮させることができる。
ところで、本実施形態では、推定最大入出力の学習補正が電圧ゲインに基づいて減少方向に実行されるため、高圧バッテリ10の性能劣化に伴って実最大入出力が減少した場合、及び実最大入出力の減少側に高圧バッテリ10が性能バラツキした場合には、それに応じた推定最大入出力の学習補正が確実に行われるが、実最大入出力の増加側に高圧バッテリ10が性能バラツキした場合には、それに応じた学習補正が行われない可能性もある。このときには、高圧バッテリ10の性能劣化に伴って実最大入出力がマップの初期値に対応する推定最大入出力を下回った時点で学習補正が開始されることになり、その間は高圧バッテリ10の最大入出力が完全に利用されないことになる。
9 インバータ(駆動制御手段)
10 高圧バッテリ
21 HV−ECU(目標トルク算出手段、駆動制御手段、最大入出力推定手段、トルク制限手段、実最大入出力算出手段、学習補正手段、バッテリ特性初期値記憶手段、バッテリ劣化判定手段)
Claims (2)
- 車両に搭載されてバッテリに接続された電動機又は発電機と、
上記電動機又は発電機に要求される目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
上記目標トルク算出手段に算出された目標トルクに基づいて上記電動機又は発電機を駆動制御する駆動制御手段と、
上記バッテリの充電レベル及び該バッテリの温度に基づき、予め設定されたバッテリ入出力特性に従って上記バッテリの最大出力又は最大入力を推定する最大入出力推定手段と、
上記目標トルク算出手段により算出された目標トルクが上記最大入出力推定手段により推定されたバッテリの推定最大出力又は推定最大入力に対応する許容トルクを上回るときに、該目標トルクを許容トルクに制限するトルク制限手段と
を備え、
上記バッテリの電圧、及び上記最大入出力推定手段により推定された推定最大出力又は推定最大入力に基づき、上記バッテリの実最大出力又は実最大入力を算出する実最大入出力算出手段と、
上記実最大入出力算出手段により算出された実最大出力又は実最大入力と上記最大入出力推定手段により推定された推定最大出力又は推定最大入力とに基づき、該最大入出力推定手段のバッテリ入出力特性を学習補正する学習補正手段と
を備えたことを特徴とするトルク制御装置。 - 上記最大入出力推定手段のバッテリ入出力特性の初期値を記憶するバッテリ特性初期値記憶手段と、
上記実最大入出力算出手段により上記バッテリの実最大出力又は実最大入力が算出されたとき、上記バッテリ特性初期値記憶手段に記憶されたバッテリ入出力特性の初期値から対応する上記充電レベル及びバッテリ温度での最大出力初期値又は最大入力初期値を算出し、該最大出力初期値又は最大入力初期値と上記実最大出力又は実最大入力とに基づいて上記バッテリの劣化状態を判定するバッテリ劣化判定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のトルク制御装置。
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